PCB板上的电容烫手怎么办？不要慌，手把手教你搞定电容温升选型设计

资源中心
1

在开关电源电路中，通常需要电容来滤除开关器件产生的高频纹波，在这些电路中，电容的纹波电流可能会比较大，如果电容选型没考虑到纹波电流的影响，就可能会导致电容温升超标，一摸就烫手。

2

尽管电容的温度即便超过规格书的范围上限值，可能不会立即导致电容出现故障，但陶瓷电容器过热会加速其发生故障的概率。接下来就详细讲解一下电容的纹波电流这一参数。

image
image259×194 17.2 KB

3

基于电容通交流，阻直流的特性，当电容器两端的电压发生波动时，充电或放电电流会流入或流出电容器。流入或流出电容器的电流就被称为纹波电流。由于该电流原则上不是直流电，因此通常用有效值来表示。

从电容的高频等效模型可以看出，实际的电容由电容C，电阻(ESR)，电感(ESL)三部分组成，电流流经电容C和电感(ESL)时不会消耗能量，因此不会产生热量，但是电流流经电阻(ESR)时，基于W=Pt=IIRt，会消耗能量，从而导致电容温度上升。

4

image
image751×237 17.7 KB

既然电容会因为纹波电流而发热，因此流过电容纹波电流就不能太大。

5

如何基于纹波电流选择合适的电容?
要想做好电容选型，避免电容因为纹波电流导致自身温升过高需要搞清楚两个问题，第一个问题是电路中的纹波电流有多大？第二个问题是单个电容能承受多大的纹波电流？

以DCDC电源为例，关于电路中的纹波电流理论计算可以参考下面的公式进行计算，其中r是电流纹波率，IL是电感电流，ΔI是纹波电流。这里就不展开讲解了，后续讲到DCDC时再做详细说明。
image

6

关于第二个问题单个电容能承受多大的纹波电流呢？电容规格书中会提供温升-纹波电流曲线，直接读图就能基于纹波电流的大小评估出电容的温升。

image
image872×619 68.4 KB

电容的实际温度=产品的最大环境温度+电容周围器件发热影响+电容自身温升。基于此，可以评估出电容可以耐受的最大纹波电流。我们可以通过并联多个电容来过滤大纹波电流，需要注意的是并联电容时需要考虑电容数量冗余，比如说如果你并联了3个电容，要考虑如果某个电容开路了，剩下两个电容会不会因为纹波电流而导致温升超标。